JPS5969541A - トルク検出用ト−シヨンバ− - Google Patents
トルク検出用ト−シヨンバ−Info
- Publication number
- JPS5969541A JPS5969541A JP17727282A JP17727282A JPS5969541A JP S5969541 A JPS5969541 A JP S5969541A JP 17727282 A JP17727282 A JP 17727282A JP 17727282 A JP17727282 A JP 17727282A JP S5969541 A JPS5969541 A JP S5969541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- torque
- torsion bar
- outer annular
- annular body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
- G01L3/1421—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using optical transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に微小なトルクの検出に用いるトーション
バーに関する。
バーに関する。
原動機と負荷装置とを連結する動力伝達軸には、伝達ト
ルクに比例したねじれ角が生じる。
ルクに比例したねじれ角が生じる。
したがって、そのねじれ角を測定すれば、トルクが求め
られる。しかし、一般の動力伝達軸系は、その強度が十
分な大きさに設計されており。
られる。しかし、一般の動力伝達軸系は、その強度が十
分な大きさに設計されており。
そこに生じるねじれ角は極めて微小である。そこで１通
常は９例えば、特公昭４］、−６５１９号［回転力測定
装置１に示されるような中実丸棒形状のトーションバー
を動力伝達軸系の中間に介入させ、その１・−ジョンバ
ーに所要のねじれ角が発生するように、 ｌ−ルクの
大きさに応じてトーションバーの径と長さとを決定して
いる。なお。
常は９例えば、特公昭４］、−６５１９号［回転力測定
装置１に示されるような中実丸棒形状のトーションバー
を動力伝達軸系の中間に介入させ、その１・−ジョンバ
ーに所要のねじれ角が発生するように、 ｌ−ルクの
大きさに応じてトーションバーの径と長さとを決定して
いる。なお。
この１・−ジョンバーのねじれ角を測定する方法として
は、トーションバーの軸方向に間隙をおいてスリット円
板を固着すると共に、その各々と光゛醒変換器を対向さ
せ、トーションバーがスリットピッチ回転するごとに周
期的に変化する交流電圧を発生させてその両交流電圧の
位相差を測定する方法などがある。
は、トーションバーの軸方向に間隙をおいてスリット円
板を固着すると共に、その各々と光゛醒変換器を対向さ
せ、トーションバーがスリットピッチ回転するごとに周
期的に変化する交流電圧を発生させてその両交流電圧の
位相差を測定する方法などがある。
さて、トーションバーの設計にあたっては。
動力伝達軸系における介入スペースの制約があり、先ス
、トーシロンバーの長さの上限が決定されることになる
。一般に、その長さは十分に長くとれないことが多く、
シたがって、所要のねじれ角を得るには、その径を変化
させることになる。さころで、こうすると、特に微小な
トルクの測定用トーションバーでは、その径を）、１１
）’ｉ。
、トーシロンバーの長さの上限が決定されることになる
。一般に、その長さは十分に長くとれないことが多く、
シたがって、所要のねじれ角を得るには、その径を変化
させることになる。さころで、こうすると、特に微小な
トルクの測定用トーションバーでは、その径を）、１１
）’ｉ。
めで細く形成しなければならず、その製作が雉しく、結
局、介入スペースの父豆い場合には、微、Ｊ−１−ルク
検出用トーションバーの製作は極めて困帷である。
局、介入スペースの父豆い場合には、微、Ｊ−１−ルク
検出用トーションバーの製作は極めて困帷である。
ところで、いま、丸棒形状の１・−ジョンバーにトルク
Ｔが加えられ、それにより生じたねじれ角を検討するの
に、その丸棒の任意位置から抜き出した単位長さ△Ｘの
薄円板に生じたねじれ角△θは一定である。そしてそれ
が何層にもわたって軸方向に累積されて両端の円板間に
ねじれ角０を生じる。この挙動は、結局、 １Ｉ１１方
向に薄切りされた各円板に生じるねじれ角△θが。
Ｔが加えられ、それにより生じたねじれ角を検討するの
に、その丸棒の任意位置から抜き出した単位長さ△Ｘの
薄円板に生じたねじれ角△θは一定である。そしてそれ
が何層にもわたって軸方向に累積されて両端の円板間に
ねじれ角０を生じる。この挙動は、結局、 １Ｉ１１方
向に薄切りされた各円板に生じるねじれ角△θが。
隣合う円板どうしで抱束しあう結果として軸方向に連続
的に累積されているわけであり、したがって、軸長を小
にすれば、ねじれ角も小さくなってしまう。これを解善
するには、１析面円形のトーションバーの形状を例えば
第２図に示すように肉抜きして断面十字状に形成するこ
とが考えられる。こうすると１円形断面のものに比べて
断面二次極モーメントが小になる結Ｍじれ角を得るので
あれば、軸長を小にできる。
的に累積されているわけであり、したがって、軸長を小
にすれば、ねじれ角も小さくなってしまう。これを解善
するには、１析面円形のトーションバーの形状を例えば
第２図に示すように肉抜きして断面十字状に形成するこ
とが考えられる。こうすると１円形断面のものに比べて
断面二次極モーメントが小になる結Ｍじれ角を得るので
あれば、軸長を小にできる。
しかしながら、こうすると、当然的り易くなることは、
避けられず、それを避けるために、断面形状を犬にすれ
ば、それだけねじれ角も減少し、それに伴い、軸長が犬
になってしまう。
避けられず、それを避けるために、断面形状を犬にすれ
ば、それだけねじれ角も減少し、それに伴い、軸長が犬
になってしまう。
以」−は、いずれも１・−ジョンバーの両端に１−ルク
を負荷させるとして考えてきたが、ここで。
を負荷させるとして考えてきたが、ここで。
親点を変えて、第２図の断面十字状の各先端を外環体ｄ
に結合し、その外環体ｄとその断面十字状の部材Ｃの中
心０との間に破線で示すようにトルクＴを加えるように
すると、十字形の部材の各腕は、それぞれ梁構造として
の変形を生じることになり、しかも、この場合は、前記
とは逆ζこ軸方向長さが短い程、梁の奥行長さが小さい
のでねじれ角が犬になり、また、梁の長さく腕の長さ）
が長い程、ねじれ角が大となる。
に結合し、その外環体ｄとその断面十字状の部材Ｃの中
心０との間に破線で示すようにトルクＴを加えるように
すると、十字形の部材の各腕は、それぞれ梁構造として
の変形を生じることになり、しかも、この場合は、前記
とは逆ζこ軸方向長さが短い程、梁の奥行長さが小さい
のでねじれ角が犬になり、また、梁の長さく腕の長さ）
が長い程、ねじれ角が大となる。
そして、さらに、このようにした場合の曲げ強さは、中
心部０の断面積を犬にするこ古で増加し、梁自体もその
長手方向には変形しにくいので全体に大きくできるこ吉
になる。
心部０の断面積を犬にするこ古で増加し、梁自体もその
長手方向には変形しにくいので全体に大きくできるこ吉
になる。
本発明は、」二紀の検討結果に基づいてなされたもので
あり、同心に配置された中心軸とその外側の外環体が放
射状に配列された複数個の薄肉梁の両端により連結され
て一体化されるようにしたものであり、外環体と中心軸
の間にトルクが加えられた際には、薄肉梁に曲げ変位が
生じるようにしたものである。
あり、同心に配置された中心軸とその外側の外環体が放
射状に配列された複数個の薄肉梁の両端により連結され
て一体化されるようにしたものであり、外環体と中心軸
の間にトルクが加えられた際には、薄肉梁に曲げ変位が
生じるようにしたものである。
以下、実施例ζこつき詳細に説明する。
第３図およびそのＡ−Ａ方向断面図を示す第４図におい
て、１・−ジョンバー１０は、中心部１１１と同心に配
置された外環体１２とを、９０度ずつ隔てて放射状に配
列した４個の薄肉梁１３〜１６の両端により連結したも
のであり、結局、各ン専肉梁１３〜１６の各一端が中心
軸に、他端が中心！ｈＩ１１１と同心の外環体】２に一
体的に固着された構造となっている。
て、１・−ジョンバー１０は、中心部１１１と同心に配
置された外環体１２とを、９０度ずつ隔てて放射状に配
列した４個の薄肉梁１３〜１６の両端により連結したも
のであり、結局、各ン専肉梁１３〜１６の各一端が中心
軸に、他端が中心！ｈＩ１１１と同心の外環体】２に一
体的に固着された構造となっている。
以上のものにおいて、いま、中心軸１１の突出端と外環
体１２の外周面をそれぞれ原動機軸と負荷軸にそれぞれ
チャック結合しておくと、トルクは第５図に示すように
中心軸１１と外環体１２の間に加わり、その結果、薄肉
梁１３〜１６にはたわみが生じ、それにより中心軸１１
と外環体１２間には見掛上、ねじれ角θに相当する回転
方向のずれが生じる。なお、このねじれ角θを検出する
には２例えば、軸１１の外周面と外環体１２の端面にそ
れぞれスリット円板を固着してそれと光電変換器を各対
向させ、その両出力の位相差を測定すればよい。
体１２の外周面をそれぞれ原動機軸と負荷軸にそれぞれ
チャック結合しておくと、トルクは第５図に示すように
中心軸１１と外環体１２の間に加わり、その結果、薄肉
梁１３〜１６にはたわみが生じ、それにより中心軸１１
と外環体１２間には見掛上、ねじれ角θに相当する回転
方向のずれが生じる。なお、このねじれ角θを検出する
には２例えば、軸１１の外周面と外環体１２の端面にそ
れぞれスリット円板を固着してそれと光電変換器を各対
向させ、その両出力の位相差を測定すればよい。
さて、微小なトルクＯ，００１ｋｇ−ｍに対してねじれ
角０．１１度を生じさせるための中実丸棒形状トーショ
ンバーの寸法と１本発明のトーションバーの寸法とをち
なみに比較すると２例えば。
角０．１１度を生じさせるための中実丸棒形状トーショ
ンバーの寸法と１本発明のトーションバーの寸法とをち
なみに比較すると２例えば。
前者では径を４．ＯＩｍとすれば、長さは４０顎となり
結局、径が小で長さが犬になることは避けられないが２
本発明においては２例えば、外環体の内径を３２ｆｌ、
その肉厚を２ ｍ＋ｎ 、中心軸の外径を１２闘とし、
薄肉梁の厚さを０．３ｍｍ、奥行長さを４．５順に設計
することができ２本発明は中実丸棒形状１−−ジョンバ
ーに対し、長さを１／９にできると共に、その曲げ強さ
く薄肉梁１３〜１６が垂直線に対して４５度の向きとな
る最小の場合において）は３００倍以上となる。
結局、径が小で長さが犬になることは避けられないが２
本発明においては２例えば、外環体の内径を３２ｆｌ、
その肉厚を２ ｍ＋ｎ 、中心軸の外径を１２闘とし、
薄肉梁の厚さを０．３ｍｍ、奥行長さを４．５順に設計
することができ２本発明は中実丸棒形状１−−ジョンバ
ーに対し、長さを１／９にできると共に、その曲げ強さ
く薄肉梁１３〜１６が垂直線に対して４５度の向きとな
る最小の場合において）は３００倍以上となる。
なお、上記実施例においては、薄肉梁の数を４個に形成
した場合を例示したが、適宜数を選定しても同様である
。
した場合を例示したが、適宜数を選定しても同様である
。
以上のとおりであり１本発明は、同心の中心軸さ外項住
吉の空間に放射状に薄肉梁を設け。
吉の空間に放射状に薄肉梁を設け。
中心軸と外環体間に負荷させたトルクによりその梁にた
わみを生じさせて中心軸と外環体間に見掛上のねじれ角
を生じさせるものであり、むしろ軸方向長さを小にした
状態の方がねじれ角が犬にでき、しかも、梁はその肉厚
を小に、梁長さを犬にしても、その曲げ強さは十分に大
きくでき、したがって、動力伝達軸の間に介入させるに
際しての制約をほとんど受けない。
わみを生じさせて中心軸と外環体間に見掛上のねじれ角
を生じさせるものであり、むしろ軸方向長さを小にした
状態の方がねじれ角が犬にでき、しかも、梁はその肉厚
を小に、梁長さを犬にしても、その曲げ強さは十分に大
きくでき、したがって、動力伝達軸の間に介入させるに
際しての制約をほとんど受けない。
第１図は、丸棒のねじれを説明するための九揮の斜視図
、第２図は本発明に至る道程を説明するための十字形ト
ーションバーの断面図、第３．４図は本発明の実施例を
示す正面図と、そのＡ、 −Ａ方向断面図、第５図は、
トルク負荷時の本発明の正面図である。 出願人
、第２図は本発明に至る道程を説明するための十字形ト
ーションバーの断面図、第３．４図は本発明の実施例を
示す正面図と、そのＡ、 −Ａ方向断面図、第５図は、
トルク負荷時の本発明の正面図である。 出願人
Claims (1)
- １、同心に配置された軸とその外側の外環体が放射状に
配列された複数個の薄肉梁の両端により連結されて一体
化されたトルク検出用Ｉ・−ジョンバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17727282A JPS5969541A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | トルク検出用ト−シヨンバ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17727282A JPS5969541A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | トルク検出用ト−シヨンバ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969541A true JPS5969541A (ja) | 1984-04-19 |
Family
ID=16028149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17727282A Pending JPS5969541A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | トルク検出用ト−シヨンバ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5969541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606876A1 (fr) * | 1986-11-19 | 1988-05-20 | Mercat Jean Pierre | Procede et dispositif pour mesurer un couple moteur et/ou une grandeur associee, et cycle ainsi equipe |
-
1982
- 1982-10-08 JP JP17727282A patent/JPS5969541A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606876A1 (fr) * | 1986-11-19 | 1988-05-20 | Mercat Jean Pierre | Procede et dispositif pour mesurer un couple moteur et/ou une grandeur associee, et cycle ainsi equipe |
| US4811612A (en) * | 1986-11-19 | 1989-03-14 | Ste Look | Method and device for measuring the torque transmitted by the driving wheel of a cycle and a cycle equipped with said device |
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